Lösningar till problemtentamen

Relevanta dokument
Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

45 o. Mekanik mk, SG1102, Lösningar till problemtentamen, KTH Mekanik

Problemtentamen. = (3,4,5)P, r 1. = (0,2,1)a F 2. = (0,0,0)a F 3. = (2,"3,4)P, r 2

6.4 Svängningsrörelse Ledningar

10. MEKANISKA SVÄNGNINGAR

Hur Keplers lagar för planetrörelser följer av Newtons allmänna fysikaliska lagar.

Tentamen i mekanik TFYA16

Lösningsförslag Dugga i Mekanik, grundkurs för F, del 2 September 2014

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

Tentamen i mekanik TFYA kl

Biomekanik, 5 poäng Kinetik

x(t) =A cos(!t) sin(!t)

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

Följande uttryck används ofta i olika problem som leder till differentialekvationer: Formell beskrivning det finns ett tal k så att A=kB

Omtentamen i Mekanik I SG1130, grundkurs för CMATD och CL. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Tentamen SF1661 Perspektiv på matematik Lördagen 18 februari 2012, klockan Svar och lösningsförslag

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 13. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet:

Kurs: HF1903 Matematik 1, Moment TEN1 (Linjär Algebra) Datum: 25 augusti 2017 Skrivtid 8:00 12:00

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Repetion. Jonas Björnsson. 1. Lyft ut den/de intressanta kopp/kropparna från den verkliga världen

KUNGL TEKNISKA HÖGSKOLAN INSTITUTIONEN FÖR MEKANIK Richard Hsieh, Karl-Erik Thylwe

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08

university-logo Mekanik Repetition CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 1 / 11

L HOSPITALS REGEL OCH MACLAURINSERIER.

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1 m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

Stången: Cylindern: G :

Om α är vinkeln från dörröppningens mitt till första minimipunkten gäller. m x = 3,34 m

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

9, 10. TFYA15 Fysikaliska modeller VT2019 Partikelkinetik-energi Magnus Johansson,IFM, LiU

Svar till tentan

Om den lagen (N2) är sann så är det också sant att: r " p = r " F (1)

Lösningar till problemtentamen

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

Lösningsförslag, v0.4

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Solsystemet: Solen, Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, (Pluto) Solens massa är ca gånger jordmassan

= v! p + r! p = r! p, ty v och p är dt parallella. Definiera som en ny storhet: Rörelsemängdsmoment: H O

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

Obs: Använd vektorstreck för att beteckna vektorstorheter. Motivera införda ekvationer!

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

" e n och Newtons 2:a lag

Mekanik F, del 2 (FFM521)

Mekanik Föreläsning 8

Tentamen i Mekanik I SG1130, baskurs P1 och M1. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas!

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

IV. Ekvationslösning och inversa funktioner

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Solsystemet: Solen, Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, (Pluto) Solens massa är ca gånger jordmassan

Solsystemet: Solen, Merkurius, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, (Pluto) Solens massa är ca gånger jordmassan

Deltentamen. TMA044 Flervariabelanalys E2

Svar och anvisningar

Fuglesangs skiftnyckel och Möten i rymden. Jan-Erik Björk och Jan Boman

1 Jag själv lärde om detta av en kollega som, kanske, heter Joel Andersson

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik och partikeldynamik

KOMIHÅG 10: Effekt och arbete Effekt- och arbetslag Föreläsning 11: Arbete och lagrad (potentiell) energi

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

Tentamensskrivning i Mekanik - Dynamik, för M.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på sammandragningarna.

Prov i matematik Fristående kurs Analys MN1 distans UPPSALA UNIVERSITET Matematiska institutionen Anders Källström

. Bestäm för denna studs stöttalet e! Lösning: Energiprincipen för bollens fall ner mot underlaget ger omedelbart före stöt:

Lösningar Heureka 2 Kapitel 7 Harmonisk svängningsrörelse

Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Vågrörelselära och optik

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

mg F B cos θ + A y = 0 (1) A x F B sin θ = 0 (2) F B = mg(l 2 + l 3 ) l 2 cos θ

Laborationsrapport. Joseph Lazraq Byström, Julius Jensen och Abbas Jafari Q2A. 22 april Ballistisk pendel

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

STOCKE OLMS UNIVERSITET FYS IKUM

Newtons 3:e lag: De par av krafter som uppstår tillsammans är av samma typ, men verkar på olika föremål.

NFYA02: Svar och lösningar till tentamen Del A Till dessa uppgifter behöver endast svar anges.

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

KOMIHÅG 12: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A. 1. En svängningsrörelse beskrivs av

Lösningsförslag till problem 1

m 1 + m 2 v 2 m 1 m 2 v 1 Mekanik mk, SG1102, Problemtentamen , kl KTH Mekanik

ALTERNATIVA KOORDINATSYSTEM -Cylindriska koordinatsystem. De polära koordinaterna r och " kan beskriva rörelsen i ett xyplan,

9.2 Kinetik Allmän plan rörelse Ledningar

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 14. Kroppen har en rotationshastighet. Kulan P beskriver en cirkelrörelse. För ren rotation gäller

betecknas = ( ) Symmetriska egenskaper hos derivator av andra ordningen. (Schwarzs sats)

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

SF1658 Trigonometri och funktioner Lösningsförslag till tentamen den 19 oktober 2009

Mekanik FK2002m. Repetition

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

3. Om ett objekt accelereras mot en punkt kommer det alltid närmare den punkten.

Lösningsförslag till tentamen MVE465, Linjär algebra och analys fortsättning K/Bt/Kf

TFYA16/TEN2. Tentamen Mekanik. 12 januari :00 13:00. Tentamen besta r av 6 uppgifter som vardera kan ge upp till 4 poa ng.

Transkript:

KTH Meani 2006 05 2 Meani b och I, 5C03-30, för I och BD, 2006 05 2, l 08.00-2.00 Lösningar till problemtentamen Uppgift : En platta i form av en lisidig triangel BC med sidolängderna a och massan m står på ett glatt sluttande plan, med lutningsvinel 30 = π/6. En horisontell tråd är i sin ena ände D fäst i planet och i sin andra ände i triangelns övre hörn. Den hindrar trianglen från att glida ner. Vad är spänningen i tråden? D S N B G a mg C Figur : Systemet i Uppgift Lösning : Totala raften i horisontell respetive vertial led blir, ( ) S + N sin(π/6) = 0, () ( ) mg + N cos(π/6) = 0. (2) Då, cos(π/6) = 3/2, och, sin(π/6) = /2, får man att, S = N/2, ur den första av dessa evationer. Den andra ger, N = mg2/ 3.Således får man att Spänningen i tråden är S = mg 3.

Uppgift 2: En fjäder med styvhet ges en hoptrycning δ och släpps så att den slungar iväg en partiel med massan m. Partiel rör sig sedan från lägsta punten i en glatt vertial halvcirulär bana med radien. Bestäm normalraften från spåret på partieln som funtion av vineln θ. N v v 0 mg Figur 2: Systemet i Uppgift 2 Lösning 2: Fjädern ger partieln en inetis energi som alltså är, 2 mv2 0 = 2 δ2, ilägsta punten. Farten är då, v 0 = /mδ. Därefter gäller att endast tyngdraften uträttar arbete och att energins bevarande ger, 2 mv2 = 2 mv2 0 mg( cos θ). Kraftevationens (ma = F ) normalomponent (naturliga omponenter) ger, m v2 = N mg cos θ. Sätter man ihop dessa resultat får man att, N = δ2 +3mg cos θ 2mg, för normalraften som funtion av θ. Notera att normalraften måste vara positiv. För den vinel där detta uttryc blir noll upphör ontaten med spåret.

Uppgift 3: I ett glatt vertialt rör sitter en lätt fjäder med styvhet och naturliga längden 2h/3 fast i botten. Ovanpå den är en tunn lätt platta fäst. Från höjden h släpps, från vila, en lerlump med massan m rat ner på plattan och fastnar. Beräna fjäderns maximala hoptrycning. m h Figur 3: Lerlumpen innan den släpps och röret med lätt platta ovanpå lätt fjäder. Lösning 3: Notera att när lerlumpen fastnar i plattan har man ett stötförlopp med studstalet e =0. Normalt är alltså energin inte bevarad. Då plattan (och fjädern) har försumbar massa jämfört med lerlumpen ger doc rörelsemängdens bevarande att, mv före = mv efter, och alltså ändras inte hastigheten och därmed heller inte inetisa energin. När fjädern når sin maximala hoptrycning, δ, vänder lerlumpen första gången i den efterföljande svängningsrörelsen. Vid vändlägen är hastigheten noll och alltså inetisa energin noll (T =0). Då inetisa energi ocså är noll i startläget fås ur lagen om inetisa energin att totala arbete är noll. Då arbetet är positivt för tyngdraften och negativt för fjäderraften fås, ( ) h T 2 T =0 0=mg 3 + δ 2 δ2. Man måste alltsålösa följande andragradsevation för δ: 2 δ2 mgδ h mg =0. 3 Den negativa roten måste uteslutas. Detta ger följande maximala hoptrycning för fjädern: δ = mg + Svaret an ocså srivas på formen, δ = mg och flera andra algebraist evivalenta former. (mg ) 2 + 2 mgh 3. ( + + 2 ) h, 3 mg

Uppgift 4: En rymdfarost retsar ring jorden längs en cirulär bana med radien 2, där är jordradien. ymdfarostens fart öas under en ort tid, i punten, utan att ritningen ändras. Detta leder till att banan ändras till en ellips enligt figuren. Största avståndet till jordens centrum blir i den nya banan 3. Bestäm vilet energitillsott E farosten har fått. 2 B O O Lösning 4: För cirelbanehastigheten gäller att, Figur 4: Bild till Uppgift 4 m v2 C 2 = GmM (2) 2. Detta medför att För ellipsbana gäller allmänt att, v 2 C = GM 2. 2 mv2 GmM = GmM r 2a, där 2a är ellipsens storaxel. (lternativt an man använda rörelsemängdsmomentets bevarande, i punterna och B,istället för denna formel.) I punten fås nu att, 2 v2 GM 2 = GM 5, eftersom massan m an förortas bort. Detta ger, v 2 = 3 GM 5. Energiändringen blir således, E = 2 m(v2 v2 C ). lltså fås E = GmM 20 = mg 20.

Teoritentamen Uppgift 5: En raft F = (2e x +6e z ) N angriper i en punt P med artesisa oordinater P :(3, 2, 0) m. Beräna raftens moment M med avseende på punten med oordinaterna :(, 2, 3) m. M = P F =(2e x 3 e z ) (2 e x +6e z )Nm = 8 e y Nm. Uppgift 6: Härled uttrycet för accelerationen i planpolära oordinater. a =( r r θ 2 ) e r +(r θ +2ṙ θ) e θ Uppgift 7: Visa att rörelsemängdsmomentvetorn H O är onstant om en centralraft verar och momentpunten ligger i raftcentrum O. Vila slutsatser om rörelsen an man dra av detta? Då ḢO = r F och F är parallell med r fås att Ḣ O = 0 så H O = onstant. Detta visar i att rörelsen är plan och att setorhastigheten är onstant (när H O = mr 2 θ ez uttrycs i polära oordinater). Uppgift 8: Beräna perioden för små svängningar i ett vertialplan för en partiel upphängd i en tråd av längd l. Perioden ges av T =2π l/g. HE 2006 05 2